TERAPIA FOTODYNAMICZNA NOWOTWORÓW. Jakub Gołąb Zakład Immunologii, Centrum Biostruktury Akademia Medyczna w Warszawie jgolab@ib.amwaw.edu.

Transkrypt

1 TERAPIA FOTODYNAMICZNA NOWOTWORÓW Jakub Gołąb Zakład Immunologii, Centrum Biostruktury Akademia Medyczna w Warszawie jgolab@ib.amwaw.edu.pl

2 Oscar Raab po wstrzyknięciu hematoporfiryny

3 PDT = Photo Dynamic Therapy Trzy składniki: Fotouczulacz Światło laserowe Tlen

4 PDT jest zarejestrowana do leczenia: Wczesnych i zaawansowanych postaci niedrobnokomórkowego raka oskrzeli Wczesnych i zaawansowanych postaci raka przełyku i przełyku Barreta Zaawansowanych postaci raka głowy i szyi Powierzchniowego raka pęcherza moczowego Raków skóry

5 PDT próby kliniczne Rak dróg żółciowych Rak dwunastnicy Rak jelita grubego Rak odbytnicy Rak trzustki Rak krtani Nowotwory zatok Rak szyjki macicy Rak jajowodów Rak jajnika Rak piersi Rak gruczołu krokowego Mesotelioma Mięsak Kaposiego Glejaki...

6 P P P P P P fluorescencja P1 przejście bezpromieniste P P3 P3 O 2 przekazanie energii P 1O 2

7 Rak kolczystokomórkowy A przed leczeniem B fotodetekcja C po PDT

8 Budowa najczęściej stosowanych fotouczulaczy

9 FOTOUCZULACZ NAZWA HANDLOWA DŁUGOŚĆ ŚWIATŁA 1. Porfimer sodu Photofrin 630 nm 2. BPD-MA Verteporfin 689 nm 3. m-thpc Foscan 652 nm 4. 5-ALA Levulan 635 nm 5. Ester metylowy 5-ALA Metvix 635 nm 6. Ester benzylowy 5-ALA Benzvix 635 nm 7. Ester heksylowy 5-ALA Hexvix 635 nm 8. SnET2 Purlytin 664 nm 9. Boronowane protoporfiryny BOPP 630 nm 10. HPPH Photochlor 665 nm 11. Teksapiryna lutetu Lutex 732 nm 12. Ftalocyjanina-4 Pc4 670 nm 13. Taporfina sodu Talaporfin 664 nm

10 PDT 1 O 2 bezpośredni efekt fototoksyczny pośredni uszkodzenie komórek nowotworowych makrofagi uszkodzenie naczyń krwionośnych synteza eikozanoidów prostaglandyny, leukotrieny naciek komórek zapalnych neutrofile komórki tuczne aktywacja neutrofilów agregacja płytek krwi zapalenie Zwiększenie prezentacji antygenów niedokrwienie guza ogólnoustrojowa odporność śmierć komórek nowotworowych

11 Zalety PDT Selektywność Niewielka toksyczność Skuteczność w leczeniu nieoperacyjnych nowotworów Niska cena Możliwość wielokrotnego powtarzania

12 Co można ulepszyć w PDT? Nieskuteczność w leczeniu dużych guzów Efekt terapeutyczny ograniczony jedynie do naświetlanego obszaru Długotrwała nadreaktywność na światło słoneczne

13 Wybrane sposoby zwiększania skuteczności PDT Nowe fotouczulacze Koniugaty z przeciwciałami, czynnikami wzrostu Frakcjonowane naświetlanie

14 Wybrane sposoby zwiększania skuteczności PDT Zwiększenie stężenia tlenu w guzie Terapie łączone z chemioterapią, immunoterapią Identyfikacja mechanizmów protekcyjnych

15 Metody identyfikacji molekularnych mechanizmów obronnych 1. Ustalenie potencjalnej roli znanych protekcyjnych mechanizmów obronnych 2. Globalne analizy profilu ekspresji genów (mikromacierze, proteomika)

16 hv hv hv Fotouczulacz 1 O 2, O 2, OH 1 O 2, O 2, OH O 2 1, O 2, OH cytochrom c APAF caspazy HSPs JNK, ERK SOD-2 COX-2 HO-1 NEKROZA PRZEŻYCIE APOPTOZA

17 3000 Niedokrwistość a PDT Relative tumor volume [% of initial] Controls 1000 Phe Phe + PDT PDT Days following inoculation of C-26 cells

18 Niedokrwistość a PDT Golab i wsp., Clin Cancer Res. 2002; 8:

19 pcdna3 Cu,Zn-SOD MnSOD Przeżycie [% kontroli] Mitochondrialna dyzmutaza ponadtlenkowa chroni komórki nowotworowe przed cytotoksycznym działaniem PDT pcdna3 Cu,Zn-SOD MnSOD * * * x 10 /stud 4 16 x 10 /stud 4 32 x 10 /studl Cu,Zn-SOD MnSOD tubulina Golab J., et al. J Biol Chem 2003; 278:

20 Przeciwnowotworowe działanie terapii fotodynamicznej Golab J., et al. J Biol Chem 2003; 278:

21 0 h 1 h 2 h 4 h 12 h 24 h PDT indukuje ekspresję COX-2 A Controls B COX-2 PDT C COX-2 Tubulin

22 Cytotoxicity [% of controls] Relative tumor volume (% of initial) Cytotoxicity [% of controls] Cytotoxicity [% of controls] Relative tumor volume (% of initial) Wpływ blokowania COX-2 na efektywność PDT A B Fluence rate [J/cm ] Rofecoxib [ M] NS398 [ M] 0 50 A * 500 * * * Days following inoculation of C-26 cells Controls Nimesulid 4-7 PDT PDT + Nimesulid Fluence rate [J/cm ] C 2500 C Controls Fluence rate [J/cm ] Nimesulid [ M] ** ** * * ** * ** * ** ** Nimesulid 7-22 PDT PDT + Nimesulid Makowski i wsp., Clin Cancer Res 2003; 9: Days following inoculation of C-26 cells

23 Terapia fotodynamiczna indukuje ekspresję oksygenazy hemowej (HO-1) Nowis D., et al. Oncogene 2006; 25:

24 Viability [% of controls] Tumor volume [% of the initial] HO-1 chroni komórki nowotworowe przed PDT C-26 C-26-pcDNA3 C-26-B C-26 C-26 - PDT C-26-pcDNA3 C-26-pcDNA3 - PDT C-26-B6 C-26-B6 - PDT PDT ,5 6 7, Light fluence [kj/m 2 ] Days after inoculation of tumor cells Nowis D., et al. Oncogene 2006; 25:

25 PDT zwiększa wytwarzanie białek szoku cieplnego Immunofluorescece microscopy Western blotting Jalili A., et al. Clin Cancer Res 2004; 10:

26 Komórki C-26 po PDT są endocytowane przez niedojrzałe komórki dendrytyczne C-26 DC DC DC C-26 C-26 Jalili A., et al. Clin Cancer Res 2004; 10:

27 Względna objętość guzów Działanie przeciwnowotworowe terapii łączonej: PDT + niedojrzałe komórki dendrytyczne PDT DCs 25 PDT+DCs Kontrola * * * * * Jalili A., et al. Clin Cancer Res 2004; 10: Dni po wszczepieniu komórek nowotworowych

28 Tomasz Stokłosa Ahmad Jalili Marcin Makowski Maciej Kopeć Dominika Nowis Paweł Mróz Tomasz Świtaj Eliza Głodkowska Piotr Mrówka Zakład Immunologii Centrum Biostruktury Akademia Medyczna w Warszawie Sławomir Nazarewski Mariusz Adamek Aleksander Sieroń Department of General and Vascular Surgery, MUW, Warsaw Center for Laser Diagnostics and Therapy, Silesian Medical University, Bytom Tadeusz Issat Katarzyna Kozar Rafał Kamiński Magda Chorąży Sławomir Maśliński Institute of Rheumatology Warsaw Maciej Kopeć Marek Jakóbisiak Angelika Szokalska Michał Skrzycki Hanna Czeczot Anna Barańczyk-Kuźma Department of Biochemistry MUW, Warsaw Sylwia Janowska Józef Dulak Alicja Józkowicz Halina Waś Grzegorz M Wilczynski Ewa Wilczek Department of Medical Biotechnology, Faculty of Biotechnology, Jagiellonian University, Krakow Department of Pathology MUW, Warsaw Tomasz Grzela Justyna Niderla Łukasz Biały Maciej Łazarczyk Ireneusz Krasnodębski Department of Histology and Embyology, MUW, Warsaw Department of General, Gastrointestinal Surgery and Nutrition